本文關(guān)鍵詞：便攜式光伏電源能量管理系統(tǒng)

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【摘要】：隨著地球上眾多不可再生能源的過(guò)度開采和利用,使得能源問(wèn)題成為當(dāng)今世界需首要解決的問(wèn)題之一。太陽(yáng)能相比化石能源,其充足的供給和清潔環(huán)保等優(yōu)勢(shì)使其在近些年來(lái)被越來(lái)越廣泛地利用。便攜式光伏電源是離網(wǎng)型的光伏發(fā)電系統(tǒng),其結(jié)構(gòu)、運(yùn)行方式和對(duì)其能量的管理直接影響著光伏發(fā)電和充電的效率,決定著整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定和可靠性。為此,本文以便攜式光伏電源的能量管理問(wèn)題為研究對(duì)象,就系統(tǒng)的充放電電路、最大功率跟蹤等能量管理的關(guān)鍵問(wèn)題展開了研究,并設(shè)計(jì)樣機(jī)和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。論文首先介紹了所研究便攜式光伏電源的整體結(jié)構(gòu),分析了光伏電池的特性和儲(chǔ)能電池的選擇及特性,并進(jìn)行了比較和論述,然后根據(jù)這些特性分析了其能量管理的關(guān)鍵性問(wèn)題。其次,論文對(duì)常見(jiàn)的光伏充電拓?fù)溥M(jìn)行了研究,并設(shè)計(jì)了光伏充電控制器的主電路結(jié)構(gòu),對(duì)光伏充電的最大功率跟蹤方法進(jìn)行了分析和比較,并利用DSP對(duì)電路的驅(qū)動(dòng)和反饋控制,完成了鋰電池組的三階段充電過(guò)程和光伏電池的最大功率跟蹤。再次,論文對(duì)市電充電適配器及其能量管理電路進(jìn)行了設(shè)計(jì),前級(jí)的單片開關(guān)電源結(jié)構(gòu)利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì),確定了電路中的各參數(shù)和反饋機(jī)制,并進(jìn)行優(yōu)化;后級(jí)采用電池組管理芯片設(shè)計(jì)并分析了其工作原理和功能,根據(jù)系統(tǒng)要求的三階段充電流程對(duì)外圍電路及參數(shù)進(jìn)行了設(shè)計(jì)和計(jì)算。最后,設(shè)計(jì)了能量管理系統(tǒng)主要的控制程序流程和硬件電路,并對(duì)所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)行了軟硬件集成,組裝和實(shí)現(xiàn)了一臺(tái)350W的實(shí)驗(yàn)樣機(jī),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,所設(shè)計(jì)的能量管理系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)所設(shè)計(jì)的功能,且效果良好。
【關(guān)鍵詞】：光伏電源 能量管理 鋰電池管理 光伏充電 DSP控制
【學(xué)位授予單位】：河北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM914.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• abstract5-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 課題的研究背景和意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容13-16
• 第二章 便攜式光伏電源系統(tǒng)組成和特性16-32
• 2.1 便攜式光伏電源系統(tǒng)的硬件組成和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)16-17
• 2.2 光伏電池的工作原理和等效電路17-21
• 2.2.1 薄膜光伏電池的應(yīng)用17-18
• 2.2.2 光伏電池的工作原理18
• 2.2.3 光伏電池的特性18-21
• 2.3 鋰離子電池的工作原理和特性21-26
• 2.3.1 鋰電池和鉛酸蓄電池21-22
• 2.3.2 鋰離子電池的工作原理22-23
• 2.3.3 鋰離子電池的充放電特性23
• 2.3.4 鋰離子電池的充電方法23-26
• 2.4 大容量鋰電池組能量管理的關(guān)鍵技術(shù)26-31
• 2.4.1 鋰電池組的SOC估算27-28
• 2.4.2 鋰電池組的均衡充電28-31
• 2.4.3 鋰電池組的熱管理31
• 2.5 本章小結(jié)31-32
• 第三章 光伏充電控制器及其能量管理32-44
• 3.1 光伏電池最大功率跟蹤的研究32-36
• 3.1.1 最大功率跟蹤的原理32
• 3.1.2 擾動(dòng)觀察法32-34
• 3.1.3 電導(dǎo)增量法34-35
• 3.1.4 恒定電壓法35-36
• 3.2 光伏充電控制器的設(shè)計(jì)36-42
• 3.2.1 光伏充電控制器拓?fù)湓O(shè)計(jì)36-38
• 3.2.2 光伏充電控制器的工作模式和控制方式38-40
• 3.2.3 光伏充電過(guò)程的實(shí)現(xiàn)40-42
• 3.3 本章小結(jié)42-44
• 第四章 市電充電能量管理系統(tǒng)44-58
• 4.1 市電充電管理的實(shí)現(xiàn)方式44
• 4.2 用于能量管理的離線控制集成管理芯片44-50
• 4.2.1 充電管理芯片的特點(diǎn)和工作過(guò)程45-48
• 4.2.2 充電管理外圍電路主要元器件選擇和參數(shù)設(shè)定48-50
• 4.3 基于單片開關(guān)電源的AC-DC適配器設(shè)計(jì)50-56
• 4.3.1 適配器輸入輸出參數(shù)的確定50-51
• 4.3.2 單片開關(guān)電源的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和優(yōu)化51-54
• 4.3.3 反饋電路的選擇54-56
• 4.4 本章小結(jié)56-58
• 第五章 光伏電源管理系統(tǒng)的軟硬件實(shí)現(xiàn)58-68
• 5.1 控制系統(tǒng)框圖58-59
• 5.2 系統(tǒng)主控制器的選擇和軟件設(shè)計(jì)59-61
• 5.2.1 系統(tǒng)主控芯片的選擇和初始化59
• 5.2.2 系統(tǒng)控制流程設(shè)計(jì)59-61
• 5.3 采樣和驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)61-64
• 5.3.1 采樣電路的設(shè)計(jì)61-63
• 5.3.2 光伏充電開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)63-64
• 5.3.3 繼電器驅(qū)動(dòng)電路64
• 5.4 系統(tǒng)輔助電源設(shè)計(jì)64-65
• 5.4.1 DSP供電電源設(shè)計(jì)65
• 5.4.2 DSP保護(hù)電源設(shè)計(jì)65
• 5.4.3 其他電壓輔助電源設(shè)計(jì)65
• 5.5 整機(jī)集成65-66
• 5.6 本章小結(jié)66-68
• 第六章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析68-72
• 6.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果68-71
• 6.2 本章小結(jié)71-72
• 第七章 總結(jié)與展望72-76
• 參考文獻(xiàn)76-82
• 攻讀學(xué)位期間所取得的相關(guān)科研成果82-84
• 致謝84

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 吳理博,趙爭(zhēng)鳴,劉建政,王健,鐘志剛;獨(dú)立光伏照明系統(tǒng)中的能量管理控制[J];中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào);2005年22期

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本文編號(hào)：1084929